[发明专利]一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法

权利要求书

1.一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法，其特征在于，包括：

步骤S1：采集足部的CT扫描数据；

步骤S2：基于采集的CT扫描数据，建立足部的几何模型；

步骤S3：根据足部的有限元模型创建鞋底和地面的几何模型；

步骤S4：将足部的几何模型，以及鞋底和地面的几何模型装配，并得到足部和鞋底的有限元模型；

步骤S5：利用得到的有限元模型进行落地测试。

2.根据权利要求1所述的一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21：将足部的CT扫描数据导入；

步骤S22：获得足部骨骼及肌肉边界轮廓，并设置足部骨骼和肌肉的灰度阈值范围并建立足部的几何模型；

步骤S23：对建立的足部的几何模型进行平滑处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

步骤S31：根据足部的几何模型中足底的大小在鞋底和地面的三维几何模型；

步骤S32：对足部、鞋底和地面的几何模型分别赋予材料属性，其中，所述材料属性包括质量密度、杨氏模量和泊松比。

4.根据权利要求1所述的一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

步骤S41：将足部、鞋底、地面这三个几何模型部件装配成一个完整模型；

步骤S42：分别建立足部外表面与地面上表面的接触对，以及鞋底外表面与地面上表面的接触对；

步骤S43：施加载荷和边界条件；

步骤S44：对整体几何模型进行表面网格划分，使三维仿真几何模型转变成网格和节点数量适中、拟真度高的有限元实体单元模型。

5.根据权利要求4所述的一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法，其特征在于，所述步骤S41具体包括：

步骤S411：移动鞋底，使鞋底与足底接触，同时整个足底基本覆盖鞋底；

步骤S412：然后将地面移动到鞋底下方40cm处，使地面与鞋底在空间上平行。

6.根据权利要求4所述的一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法，其特征在于，所述足部外表面与地面上表面的接触对中的第一表面选择脚，第二表面选择地面，所述鞋底外表面与地面上表面的接触对中第一表面选择鞋底，第二表面选择地面。

7.根据权利要求6所述的一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法，其特征在于，所述步骤S43具体包括：

步骤S431：固定地面下表面；

步骤S432：对足部和鞋底施加重力加速度，对地面施加固定约束。

8.根据权利要求1所述的一种基于落地运动的足部和鞋底有限元建模的测试方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

步骤S51：生成观察足部和鞋底在下落及和地面接触整个过程的应力云图及动态画面；

步骤S52：基于应力云图及动态画面分析结果数据。